园林生态学第三章第四章精.ppt
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1、园林生态学第三章第四章第1页,本讲稿共56页第一节城市温度环境一、温度及其变化规律1、热量平衡地面辐射的收入=太阳直接辐射+散射辐射+大气逆辐射地面辐射支出=地面辐射+地面对太阳辐射的反射第2页,本讲稿共56页2.2.地表温度的变化:地表温度的变化:*温度随纬度的增加而逐渐减弱温度随纬度的增加而逐渐减弱:纬度每增高1,年平均温度下降0.5-0.7*温度随海拔的增加而下降温度随海拔的增加而下降:海拔每升高1000米,气温下降5.5*山的坡向影响温度山的坡向影响温度:在北半球的温带地区,山的西南坡接受的温度南坡北坡。(南坡喜暖耐旱植物,北坡更适宜耐阴喜湿植物)*地形影响温度:地形影响温度:封闭谷地
2、和盆地容易形成逆温现象,产生闷热天气。*四季变化:夏季炎热,昼长夜短,冬季寒冷而昼短夜长*一天变化:最低值在凌晨日出前,中午1-2点为最高值,昼夜温差随随纬度的增加而逐渐减小第3页,本讲稿共56页二、城市温度条件(一)热岛效应气温从城市中心向郊区农村递减,城市气温比周围郊区高0.52.0,秋冬季城市的热岛效应较强,夏季较小。原因:1、城市下垫面的反射率比郊区小2、城市下垫面建筑材料的热容量、导热率比郊区森林、草地、农田组成的下垫面要大的多,吸收热量多3、城市大气中的二氧化碳和空气污染物含量高,形成覆盖层,对地面长波辐射有强烈的吸收作用,空气逆辐射大于郊区,减少了热量的散失4、城市内各种燃烧过程
3、和人类活动产生的热量高5、建筑物密集,通风不良,城市地面不透水面积较大,地面蒸发量小,植被少,通过水分蒸腾、蒸发消耗热量的作用减少第4页,本讲稿共56页(二)城市小环境温度变化气温:冬季,楼南侧气温最高,北侧最低,东侧与西侧居中,夏季,楼西侧气温比南侧略高。地温:楼南侧冻土期比露天对照减少1倍左右,而北侧冻土期比露天对照略长第5页,本讲稿共56页第二节第二节 温度对园林植物的生态作用温度对园林植物的生态作用任何植物都是在一定的温度范围内活动,温度是对植物影响最为明显的环境因素之一。一一、温度对植物生理活动的影响、温度对植物生理活动的影响光合作用、蒸腾作用,二氧化碳和氧气在细胞内的溶解度,根系吸
4、光合作用、蒸腾作用,二氧化碳和氧气在细胞内的溶解度,根系吸收能力收能力 植物正常的生命活动一般是在相对狭窄的温度范围内进行,大致在零下几度到50左右之间。温度对植物的作用可分为最低温度、最适温度和最高温度,即植物的三基点温度。当环境温当环境温度在最低和最适温度之间时,植物体内的生理生化反应会随着温度的升度在最低和最适温度之间时,植物体内的生理生化反应会随着温度的升高而加快,代谢活动加强,从而加快生长发育速度;当温度高于最适温高而加快,代谢活动加强,从而加快生长发育速度;当温度高于最适温度后,参与生理生化反应的酶系统受到影响,代谢活动受阻,势必影响度后,参与生理生化反应的酶系统受到影响,代谢活动
5、受阻,势必影响到植物正常的生长发育。到植物正常的生长发育。当环境温度低于最低温度或高于最高温度,植物将受到严重危害,甚至死亡。不同植物的三基点温度是不一样的,即使是同一植物不同的发育阶段所能忍受的温度范围也有很大差异。第6页,本讲稿共56页2 2温度对植物生长发育的影响及有效积温法则温度对植物生长发育的影响及有效积温法则 温度与植物发育的关系一方面体现在某些植物需要经过一个低温“春化”阶段,才能开花结果,完成生命周期;另一方面反映在有效积温法则上。有效积温法则的主要含义是植物在生长发育过程中,有效积温法则的主要含义是植物在生长发育过程中,必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育,而且植
6、物必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育,而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。用公式表示:K=NK=N(T-T(T-T0 0)式中,K为该植物所需的有效积温(常数),N为发育历期即生长发育所需时间,T为发育期间的平均温度,T0为植物发育起点温度(植物零度:植物或变温动物,其发育都是从某一温度开始的,而不是从0度开始,植物开始发育的温度为发育起点温度)。发育时间N的倒数为发育速率。第7页,本讲稿共56页K=NK=N(T-T(T-T0 0)(1 1)T=TT=T0 0+K/N (2)+K/N (2)T=TT=T0 0+KV(1/N=V)(3
7、)+KV(1/N=V)(3)第8页,本讲稿共56页在生产实践中,有效积温可作为:预测植物地理分布北界;合理安排作物和预测农时(不同作物的有效积温不同:如马铃薯的有效积温为1000-1600度;玉米为2000-4000度;椰子为5000度以上)。第9页,本讲稿共56页三、三、极端温度对植物的影响极端温度对植物的影响 1.1.植物对低温的适应植物对低温的适应 低温的危害:低温的危害:温度低于一定数值,植物便会受害,这个数值称为临界温度临界温度。在临界温度以下,温度越低植物受害越重。低温对植物的伤害可分为寒害和冻害等。寒害寒害:是指温度在0以上对喜温植物造成的伤害。植物寒害的主要原因有蛋白质合成受阻
8、、碳水化合物减少和代谢紊乱等。冻害冻害:是指0以下的低温使植物体内(细胞内和细胞间)形成冰晶而造成的损害。植物在温度降至冰点以下时,会在细胞间隙形成冰晶,原生质因此而失水破损。极端低温对动物的致死作用主要是体液的冰冻和结晶,使原生质受到机械损伤、蛋白质脱水变性。第10页,本讲稿共56页2 2、植物对高温的危害、植物对高温的危害 温度超过植物适宜温区的上限后就会对植物产生有害影响,温度越高对植物的伤害作用越大。高温对高温对植物的危害:植物的危害:高温可减弱光合作用,增强呼吸作用,使植物的这两个重要过程失调;破坏植物的水分平衡,促使蛋白质凝固、脂类溶解,导致有害代谢产物在体内的积累。常见高温危害有
9、两类:皮烧和根茎灼伤 第11页,本讲稿共56页四、四、温度与植物的地理分布温度与植物的地理分布1.1.有效总积温:有效总积温:根据植物有效临界温度的天数的日平均温度累计计算。2.2.极端温度(最高、最低温度)极端温度(最高、最低温度)植物:高温限制植物分布的原因主要是破坏植物体内的代谢过程和光合呼吸平衡;并且植物因得不到必要的低温刺激而不能完成发育阶段。低温对植物分布的限制作用更为明显,对植物来说,决定其水平分布北界和垂直分布上限的主要因素就是低温。如:苹果不能在热带栽培,由于高温的限制不能开花结实;可可、椰子只能在热带分布,因为是受低温的限制;垂直分布:长江流域马尾松分布在海拔1000-12
10、00米以下,这个界限的上部为黄山松,是因为在海拔1000-1200米是马尾松的低温界限,而是黄山松的高温界限。第12页,本讲稿共56页积温平均/最冷气温植物种赤道带9000平均气温26热带植物热带8000最冷气温15热带树种亚热带45008000最冷气温015常绿阔叶林暖温带34004500最冷气温-100落叶阔叶林温带16003400最冷气温-30-10针叶树与落叶阔叶林,草原与荒漠寒温带1600最冷气温-30落叶松林第13页,本讲稿共56页第三节园林植物对温度的适应一、园林植物对极端温度的适应1、植物对低温的适应、植物对低温的适应植物对低温的形态适应:形态适应:表现在芽及叶片常有油脂类物质
11、保护,芽具有鳞片,器官的表面有蜡粉和密毛,树皮有较发达的木栓组织,植株矮小,常呈匍匐、垫状或莲座状;生理适应生理适应:低温环境的植物减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素来降低植物的冰点,增加抗寒能力。如鹿蹄草通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液来降低冰点,可使结冰温度下降到-31度。第14页,本讲稿共56页2.对高温的适应对高温的适应a a 形态适应:形态适应:有些植物体具有密绒毛或鳞片,能过滤一部分阳光;有些植物体呈白色、银白色,叶片革质发亮,能反射大部分光线;有些植物叶片垂直排列,或高温下叶片折叠,减少吸光面积等。b b 生理适应:生理适应:降低细胞含水量,增加糖或盐的浓度,有利于
12、减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力;蒸腾作用避免植物体因过热受害。第15页,本讲稿共56页二、昼夜变温与温周期现象二、昼夜变温与温周期现象由于地表太阳辐射的周期性变化产生温度有规律的昼夜变化,许多植物适应了变温环境,多数植物在变温下比恒温下生长得更好.植物对温度昼夜变化节律的反应为温周期现温周期现象象。昼夜温差较大有利于植物的生长和产品质量的提高。也有些植物不少温周期的影响。第16页,本讲稿共56页1.植物的温周期现象主要表现植物的温周期现象主要表现:(1)种子萌发)种子萌发大多数植物在变温下发芽较好。如毛冬青在变温20-30度发芽率为70-80%,恒温条件25度发芽率为20-30%(因为降温
13、后,增加了氧气在细胞中的溶解度;温度交替提高细胞膜的透性,促进萌发。)第17页,本讲稿共56页(2)生长期)生长期植物生长往往要求温度因子有规律的昼夜变化的配合.温度条件番茄茎的日生长量/mm昼夜26.5度23.1昼夜19度19.5白天20度,夜间26.5度19.4白天26.5度,夜间20度26.1-35.0第18页,本讲稿共56页(3)变温与干物质积累)变温与干物质积累变温对于植物体内物质的转移和积累具有良好的作用变温对于植物体内物质的转移和积累具有良好的作用.昼昼夜温差越大,植物产量越高,质量越好。因为白天适当夜温差越大,植物产量越高,质量越好。因为白天适当高温有利于光合作用,夜间适当低温
14、使呼吸作用减弱,高温有利于光合作用,夜间适当低温使呼吸作用减弱,光合产物消耗减少,净积累增多。如燕麦地昼夜温度都光合产物消耗减少,净积累增多。如燕麦地昼夜温度都是是20度,每日因同化作用而积累的碳水化合物为度,每日因同化作用而积累的碳水化合物为300公斤,公斤,因呼吸作用而失去的为因呼吸作用而失去的为175公斤,纯增公斤,纯增125公斤;若夜温公斤;若夜温降到降到10度,因呼吸作用损失度,因呼吸作用损失132公斤,纯增公斤,纯增168公斤。公斤。红杉,昼夜温差不大的地方红杉,昼夜温差不大的地方 郁金香:昼夜温差大的地方,荷兰郁金香:昼夜温差大的地方,荷兰第19页,本讲稿共56页三、季节变温与物
15、候现象三、季节变温与物候现象物候物候是指植物长期适应于一年中温度的节律性变化,形成的与此相适应的发育节律发育节律。例如大多数植物春天发芽,夏季开花,秋天结实,冬季休眠。物侯学物侯学:研究植物的季节性节律变化与环境季节变化关系的科学.市区物候期比郊区要早,春天来的早,秋天去的迟第20页,本讲稿共56页“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。”“黄梅时节家家雨,青草池塘处处蛙。黄梅时节家家雨,青草池塘处处蛙。”“飒飒西风满院栽,蕊寒香冷蝶难来。飒飒西风满院栽,蕊寒香冷蝶难来。”“立冬蚕豆小雪麦,一生一世赶勿着立冬蚕豆小雪麦,一生一世赶勿着”“十月种油,不够老婆搽头十月种油
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